Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Konsentrasi: c = n/V
Perbandingan mol: gunakan koefisien persamaan reaksi yang setara
Pereaksi pembatas: zat yang habis lebih dulu
Rendemen persen: aktual / teoretis × 100%

Metode

Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
Ubah kembali ke massa dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, cari pereaksi pembatas dulu.

Molaritas & pengenceran

Molaritas: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Metode

Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
Ubah volume ke liter.
Molaritas c = n/V dalam mol/L.
Pada pengenceran, jumlah mol tetap: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas ideal

Hukum gas ideal: pV = nRT
Konstanta gas: R = 8,314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273,15

Kalorimetri & entalpi

Kalor: q = m·c·ΔT
Air: c = 4,18 J/(g·°C)
Kalorimeter: kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Entalpi reaksi: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Kesetimbangan kimia

Tetapan kesetimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Tabel ICE: Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

Tulis K_c sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Periksa apakah x cukup kecil untuk pendekatan; jika tidak, selesaikan persamaan kuadratnya.

pH & larutan penyangga

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asam lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Larutan penyangga: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂

Metode

Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
Asam lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetika reaksi

Orde satu: ln(C_A/C_A0) = −kt
Waktu paruh (orde satu): t_½ = ln 2/k
Orde dua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang

10 g C₃H₈ dan 20 g O₂ bereaksi menurut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapa massa m H₂O yang dapat terbentuk?

M(C₃H₈) = 44,1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18,02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 20 g CH₄ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 36,85 g H₂O. Tentukan rendemen persen Y.

M(CH₄) = 16,04 g/molM(H₂O) = 18,02 g/molaktual: 36,85 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 1000 mL larutan 0,05 mol/L dan memiliki larutan stok 5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 150 mL larutan 0,5 mol/L dicampur dengan 100 mL larutan 1,2 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,5 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 1,2 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 10 g CO₂ pada 400 kPa dan 90 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 10 gM = 44,01 g/molP = 400 kPaT = 90 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap CO₂ berubah dari 250 kPa, 2 L, 30 °C menjadi 300 kPa dan 80 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 2 LT₁ = 30 °CP₂ = 300 kPaT₂ = 80 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 100 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 130 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 24 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 130 °Cm_water = 300 gT_water = 24 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan ΔH° reaksi 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH₃OH) = −238,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,4 mol/L H₂ dan 0,4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LK_c = 54

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,04 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1,5 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1,5 mol/LK_c = 0,04

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam fluorida 0,25 mol/L (Ka = 0,00068).

c = 0,25 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Sebuah larutan penyangga berisi 0,4 mol/L asam benzoat dan 0,5 mol/L garam natriumnya. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Tentukan pH pH larutan penyangga.

[HA] = 0,4[A⁻] = 0,5Ka = 6,3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor batch memiliki k = 0,25 L/(mol·min) dan dimulai pada 1,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 60%? Cari t.

k = 0,25 L/(mol·min)C_A0 = 1,5 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Sebuah reaksi memiliki konstanta laju 0,05 min⁻¹ pada 25 °C dan energi aktivasi 90 kJ/mol. Cari konstanta laju k₂ pada 65 °C.

k₁ = 0,05 min⁻¹T₁ = 25 °CT₂ = 65 °CE_a = 90 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 9,01 g

Stoikiometri: persamaan setara menghitung partikel, bukan gram. Ubah massa ke mol dengan n = m/M, gunakan koefisien persamaan sebagai perbandingan mol, lalu ubah kembali dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, pereaksi pembatas adalah yang habis lebih dulu dan menentukan banyaknya produk.

Mol setiap pereaksi

n(C₃H₈) = 10/44,1 = 0,2268 mol

n(O₂) = 20/32 = 0,625 mol

Pereaksi pembatas

0,2268/1 = 0,2268, 0,625/5 = 0,125 → O₂

Massa produk

n(H₂O) = 0,125·4 = 0,5 mol

m = 0,5·18,02 = 9,01 g

Jawaban

m = 9,01 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 82 %

Hasil teoretis

n(CH₄) = 20/16,04 = 1,247 mol

m = 1,247·2/1·18,02 = 44,94 g

Rendemen persen

Y = 36,85/44,94·100 = 82%

Jawaban

Y = 82%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 10 mL

Molaritas: konsentrasi c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pengenceran menambah pelarut tetapi tidak menambah zat terlarut, sehingga jumlah mol tetap sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Jika dua larutan dari zat terlarut yang sama dicampur, jumlah molnya dijumlahkan, demikian pula volumenya.

Volume larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0,05·1000/5 = 10 mL

Jawaban

V₁ = 10 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,78 mol/L

Jumlah total

n = 0,5·150 + 1,2·100 = 195 mmol

Konsentrasi campuran

c = 195/250 = 0,78 mol/L

Jawaban

c = 0,78 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 1,715 L

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = 10/44,01 = 0,2272 mol

T = 90 + 273,15 = 363,1 K

Volume

V = nRT/P = 0,2272·8,314·363,1/400 = 1,715 L

Jawaban

V = 1,715 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 1,942 L

Hukum gas gabungan: untuk jumlah gas ideal yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 303,1 K, T₂ = 353,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(250/300)·(353,1/303,1) = 1,942 L

Jawaban

V₂ = 1,942 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 31,08 °C

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Neraca kalor

100·0,897·(130 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89,7·130 + 1254·24)/(89,7 + 1254) = 31,08 °C

Jawaban

T_f = 31,08 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 4·(−285,8)] − [2·(−238,7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawaban

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: reaksi melepaskan kalor (eksoterm).

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,08558 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan konsentrasi pada saat setimbang. Tabel ICE (Awal, Perubahan, Kesetimbangan) menghubungkan jumlah awal dengan jumlah saat setimbang melalui satu variabel x, yang dikalikan dengan koefisiennya.

Rumus kesetimbangan

54 = (2x)²/(0,4 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,348 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·7,348/(2 + 7,348) = 0,3144 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,4 − x = 0,08558 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,08558 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,2258 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,04 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,04·x − 0,06 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,06))/2 = 0,2258 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,2258 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,2258 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 1,896

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asam dan basa kuat terionisasi sempurna. Asam lemah hanya sebagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Larutan penyangga dari asam lemah dan basa konjugasinya mengikuti Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Kesetimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asam terionisasi.

Ka = x²/(0,25 − x) → x = 0,0127 mol/L

pH

pH = −log(0,0127) = 1,896

Jawaban

pH = 1,896

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,298

pKa

pKa = 4,201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,201 + log(0,5/0,4) = 4,298

Jawaban

pH = 4,298

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 4 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Konsentrasi di akhir

C_A = 1,5·(1 − 0,6) = 0,6 mol/L

Hukum orde dua terintegrasi

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (1,667 − 0,6667)/0,25 = 4 min

Jawaban

t = 4 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: k₂ = 3,666 min⁻¹

Laju reaksi: untuk reaksi orde satu −dC/dt = kC, jadi C = C₀·e^−kt dan waktu paruh ln 2/k tidak bergantung pada konsentrasi. Untuk reaksi orde dua 1/C = 1/C₀ + kt. Konstanta laju naik terhadap suhu menurut Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T₁ = 298,1 K, T₂ = 338,1 K

Rasio Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(90000/8,314)·(1/338,1 − 1/298,1) = 4,295

k₂ = 0,05·e^4,295 = 3,666 min⁻¹

Jawaban

k₂ = 3,666 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry